射出成形でオーバーモールディングプロセスを使用する場合

射出成形は、多くの材料の大量生産で採用されている人気のあるラピッドプロトタイピングプロセスです。射出成形には多くの種類があります。たとえば、インサート成形とオーバー成形があります。同じグループに属していますが、それぞれのタイプにはその作用メカニズムがあります。ただし、この記事では、複数の材料から作られた部品を作成するために多くの業界で使用されている射出成形内の特定のプロセスであるオーバーモールディングプロセスについて詳しく説明します。

最初に、オーバーモールドプロセス、その使用方法、その利点、およびその用途を紹介します。この記事を読むことで、射出成形とオーバーモールディングについて理解できます。オーバーモールディングプロセスが重要である理由と、オーバーモールディングと射出成形のニーズに対してRapidDirectなどのラピッドプロトタイピングサービスと提携する必要がある理由を理解できます。

オーバーモールドとは何ですか？

従来の射出成形は、溶融材料を金型キャビティに射出して固体製品を作成する製造プロセスです。ただし、射出成形の領域には、製品設計者またはプロトタイプ設計者が複雑な製品を製造するために使用するさまざまなアプローチがあります。射出成形製品に関係する多くの方法の中で、産業的に幅広い用途で有名なのは、オーバーモールドプロセスです。

オーバーモールド射出成形プロセスでは、基板と呼ばれる既存の部品または構造に材料（オーバーモールド）を追加します。オーバーモールドプロセスでは、通常、剛性のある基板（金属、プラスチック、ガラスなど）と、オーバーモールド材料としてゴムまたは熱可塑性プラスチックを使用します。オーバーモールドにはさまざまな素材を使用できます。ただし、ほとんどのオーバーモールドは、基板よりも柔らかく、柔軟性があります。オーバーモールドを着色剤、発泡剤などの他の薬剤と混合して、完成時に目的の効果を得ることができます。

定義から、射出オーバーモールドには2種類の材料の組み合わせが含まれます。

基板：金属、プラスチック、ガラスなど
オーバーモールド材料：ゴムまたはTPEなどの熱可塑性プラスチック

また、定義から、オーバーモールドと射出成形の違いがわかります。両方の資料については、記事の後半でさらに説明します。

オーバーモールドはどのように行われますかプロセス動作？

射出成形部品をオーバーモールドする場合、プロセスはかなり簡単です。基板は、従来の射出成形を使用して、最初に成形されます。あるいは、基板はCNC機械加工を使用して作成することができます。基板が完成したら、新しい型に入れます。次に、オーバーモールド材料（多くの場合樹脂）が新しいモールドに注入され、基板と結合します。

射出オーバーモールディングでの2つの材料間の結合は、2つの重要な方法で行われます。基板とオーバーモールド材料は、射出成形プロセスで化学的または機械的に結合する可能性があります。製品設計者または製造業者は、アンダーカットを設計に統合することで機械的結合を強化できます。これにより、基板とオーバーモールドが所定の位置に固定されます。

基板は、オーバーモールド材料で完全に覆うことも、部分的に覆うことで、最終製品に視覚的または機能的な機能を追加することもできます。オーバーモールドプロセスを視覚化する良い例は、一般的なハンマーです。多くの場合鋼で作られた金属工具は、通常、ハンドルにオーバーモールドされたプラスチック層があります。その結果、ハンマーの取り扱いとグリップが向上します。

オーバーモールドプロセスに適した材料を選択しますか？

各アプリケーション領域で、射出オーバーモールディングはいくつかの基本構成に適用できます。

プラスチックオーバーモールド付きプラスチック基板
プラスチックオーバーモールドを備えた金属基板
ゴム製オーバーモールド付きのプラスチック基板と
ゴム製オーバーモールド付きの金属基板。

いずれの場合も、多くの材料の組み合わせを使用できます。ただし、互換性のあるものもあります。オーバーモールドプロセスでは、CNC機械加工または射出成形された基板とオーバーモールド層の間に化学的および機械的結合を作成するための互換性が重要です。互換性のない材料は、オーバーモールドプロセスの完了後に不適切な結合または製品の変形を引き起こす可能性があります。

ただし、互換性は、作業している素材にも大きく依存します。たとえば、金属基板を使用する場合、オーバーモールド用の互換性のあるプラスチックまたはゴム材料が多数あります。ただし、プラスチック基板を使用する場合は、互換性のない組み合わせに注意する必要があります。オーバーモールドに一般的に使用されるプラスチックの組み合わせには、ABS（アクリロニトリルブタジエンスチレン）またはPC（ポリカーボネート）で作られた基板と、TPU（熱可塑性ポリウレタン）またはTPC（熱可塑性コポリエステル）で作られたオーバーモールドフィーチャーが含まれます。

ポリマーの組み合わせがオーバーモールドに理想的かどうかを判断するには、専門のサービスに相談することが重要です。これは、これらの事業のほとんどが材料供給業者と密接な関係があるためです。したがって、本番環境に移行する前に、1組の材料に互換性があるかどうかを知ることができます。

Wh オーバーモールドを使用するには？

部品を設計する際には、オーバーモールドプロセスの固有の要件を考慮することが重要です。オーバーモールドは非常に用途の広い製造方法ですが、別のプロセスを使用することが理にかなっている状況がいくつかあります。

オーバーモールドは、多数の同一部品を高速で製造するのに最適です。少数のニッチ製品の製造に関心がある場合、オーバーモールドの初期費用は長期的には価値がない可能性があります。オーバーモールディングでは、標準の射出成形に比べて金型費が高くなる可能性があります。このコストは、基板とオーバーモールドツールの両方を作成するために必要な追加の材料と、射出オーバーモールド中の部品の位置合わせに必要な精度に起因します。

アプリケーションオーバーモールドプロセス

オーバーモールド製品に毎日遭遇するため、オーバーモールドプロセスの用途は事実上無限です。ただし、以下はプロセスの一部のアプリケーションです。

・ハードウェアツール

射出オーバーモールディングは、多くのハードウェアツールの製造に適用できる一般的な手法です。たとえば、ドライバー、ペンチ、レンチ、ハンマー、巻尺、ポケットナイフ、ブレードなどです。ここでは、ハードウェアツールを提供するグリップがあるため、オーバーモールドプロセスが重要です。オーバーモールドされたハンドルがないと、これらのハードウェアツールのほとんどを処理するのは困難です。基板のオーバーモールドとしてさまざまなプラスチックを使用できます。一般的なものはプラスチックです。

・外科用デバイス

オーバーモールドプロセスは、精度と製品の安全性が求められるため、医療業界で広く適用できます。基板とオーバーモールドに使用される材料に応じて、このプロセスを使用して作成されたツールは無菌であり、あらゆる形態の汚染を防ぐために簡単に清掃できます。注射オーバーモールドによって作られた外科用デバイスの例には、注射器、患者モニター、針、カテーテル、拡張器、ソフトタッチボタンなどがあります。

・日常の家庭用品

オーバーモールドプロセスが製品に影響を与える機能（グリップの向上、使いやすさ、清潔さなど）により、さまざまな家庭用品の製造にこのプロセスが役立つことは当然のことです。オーバーモールドプロセスを使用して製造された家庭用品の例には、歯ブラシ、台所用品、携帯用扇風機、鏡、ペン、マルチポート充電器、シャンプーボトル、再利用可能な食品容器などがあります。

・調理器具

オーバーモールドのもう1つの重要性は、台所用品、調理器具、食品容器の製造に見られます。調理器具の部品にはプラスチックがオーバーモールドされており、握りやすく、断熱性が向上しています。したがって、消費者の安全性が高まります。

射出オーバーモールディングは、最大数万の部品を必要とする製品の製造に理想的です。何百万もの部品の大量生産を必要とする顧客にとって、オーバーモールドは効果的なプロトタイピングプロセスを提供することもできます。 RapidDirectでは、射出成形プロセスに関する幅広い知識を持っており、製品の最良の結果を達成するのに役立ちます。当社の射出成形サービスには、ラピッドプロトタイプツーリング、生産ツーリング、ファミリーモールド、マルチキャビティモールド、そしてもちろんオーバーモールドがあります。

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オーバーモールドの利点プロセス

射出成形で作業する場合、オーバーモールドには多くの利点があります。これらの利点のいくつかは製造プロセス中に作用し、他の利点は最終用途の製品の品質と機能に関連しています。

・二次運用の必要性を減らす

前者のカテゴリーを見ると、オーバーモールドプロセスにより、マルチマテリアルコンポーネントを作成する際の二次操作の必要性を減らすことができます。たとえば、異なる材料で作られた2つの別々の部品を製造し、接着剤やネジを使用して手動で組み立てるのではなく、オーバーモールドにより、複数の材料から1つの部品をシームレスに作成できます。

・生産コストの改善

より少ないステップの必要性は生産コストにノックオン効果をもたらし、オーバーモールドプロセスは非常に費用効果の高い射出成形プロセスと見なされます。

・製品を美的および機能的に改善する

製造後のメリットに関しては、射出オーバーモールドにより、製品の外観、感触、機能を向上させることができます。たとえば、ハンドヘルド製品にクッション性のあるソフトグリップまたは滑り止めグリップを追加して、人間工学と全体的な機能を向上させることができます。これらのソフトコーティングは、衝撃や振動を吸収して、安全上の利点も提供します。

企業は、オーバーモールディングを使用して製品を視覚的に改善し、ブランドの特徴的な色を含むさまざまな色を製品に追加することもできます。オーバーモールドの美的機能は、製品に対する消費者の魅力を高め、競争力を提供することができます。